人机界面 (HMI) 是工业控制系统的基于图形的可视化，在过去是通过照明面板或 LED 阵列完成的。一些企业已开始向 HMI 迁移，以促进劳动力 并提供更准确和及时的读数，但有些人选择继续使用古老的指示灯解决方案，这是有充分理由的。 那么，做出这种转变的具体标准是什么，如何才能轻松做出决定呢？ 基础知识 在工业设备上执行组件级故障诊断通常需要图表和图表。虽然标准按钮和指示灯擅长提供基本的监控和控制功能，但它们决不能用于更复杂的功能。 HMI 是必需品，可以大大加快分析和执行故障恢复的过程。 HMI 也变得更经济 每当系统需要 5 个以上的动作或 10 个以上的输出以及多个输入时。

现代概念和技术，包括物联网 (IoT)、工业 4.0 和智能工厂 在我们身上。消费者和企业正在转向使他们能够使用这些技术并在更紧张的市场中竞争的设备。但是，所有这些技术的核心究竟是什么，以及究竟是什么驱使它们提高工业产量？ 答案很简单：数据 . 数据就在我们身边，对这些数据的捕获和分析可以带来大量的自动化和智能 .在制造环境中，从数据中获得的洞察力可以让工厂提高效率并提高生产力。我们目前正处于第四次工业革命之中，其特点是联网设备。 随着越来越多的设备相互连接，工业制造过程已经产生了大量数据。这使得新的商业模式和实践得以发展，从而改变了全球制造业的竞争环境。获得的好处不仅限于车间，而是远远超

机器旨在减轻体力劳动的工作量，但归根结底，它们是受控的由用户。允许用户控制这些机器的平台称为 HMI 或 人机界面 . HMI 只是一个接口，是一个非常广泛的术语，可用于 MP3 播放器和家用电器等设备到制造业中的过程控制系统。 HMI 提供系统的可视化表示，并为用户提供实时监控和控制功能，以用户友好的方式提高生产力。 HMI 产品 起源于更复杂的机械的开发，以及更容易操作的需求浮出水面。在 HMI 之前，批处理界面（1945-1968）、命令行界面（1969-至今）和 GUI（1981-至今）等产品都在使用中。虽然每个界面都有自己的时间线，有些甚至在今天仍在使用，但 HMI 直接源于 GU

我们的个人生活深受科技世界最新动态的影响，以至于我们常常无法做到等待获得最新的手机、设备和软件，必要时排队等候。但是我们的工作环境就不能这么说了，为什么呢？ 大多数公司仍然以一种或另一种方式束缚于他们的旧系统，仅仅是因为“如果它没有坏，就不要修复它”的原则。现在是时候让我们明白修复某些东西并不是升级的唯一原因。 提高流程的效率 、提高生产力和简化流程并降低受伤风险是一些坚实的里程碑，可以通过升级传统系统来实现。 减少计划外停机时间 电子元件在性能方面必然会老化和退化。此外，技术不断发展 ，根据摩尔定律。首先，随着时间的推移，供应链变得脆弱，供应商开始逐步停止对原始组件的支持。这会使您的整个

连接电机启动器时 、接触器和试点设备，注意通过智能规划委派的资源可以创造奇迹。 人们喜欢将时间归因于金钱，但他们忘记的是，从设计到调试，每一个因素在降低成本方面都起着至关重要的作用。在有助于节省成本方面，材料发挥着与时间同等重要的作用 . 设备级布线系统正在取代传统布线系统，尽管由于传统技术的古老可靠性而没有给人留下深刻印象，但事实和数据可以直截了当。 时间缩短 使用传统技术时，连接电机启动器、接触器和先导设备所需的估计时间约为 4 小时 29 分钟。回想起来，如果使用设备级布线系统，时间可以缩短到惊人的 41 分钟。这接线时间减少了 85% ，这直接转化为节省的工程和测试成本。 材料减

过程控制行业主要由比例积分微分 (PID) 控制器 ，然而，即使是这些奇妙的组件也有其自身的局限性。 PID 的行为 循环很难理解，一旦出现故障，情况就会变得更糟，需要进行故障排除。尽管如此，技术人员和工程师仍努力实现控制器的三个组成部分之间的一致性，即比例、积分和微分动作。 当控制器第一次被引入时，它们只是成比例的，尽管这使它们易于理解，但它们很快就无法处理错误。每当需要消除过程变量和设定点之间的误差时，这些控制器往往会过早退出。这导致在之前的“比例控制器”中增加了积分作用。 整体行动 操作员很快发现，他们可以通过手动向控制努力添加偏置来弥补因比例作用减弱而导致的下降，足以克服过程变量和

预防性维护 是确保更长的正常运行时间、更高的生产力和最大限度地提高电机效率的最佳方法 .工厂运营中的计划外停机可能会导致业务损失和客户信心下降，因此制定预防计划可以缓解此类问题，同时延长电机的使用寿命。 为了制定预防性维护计划并将其落实到位，需要遵循协议，包括训练有素的员工、适当的工具和设备。还必须考虑需要维护的设备，并且必须根据其需求量身定制程序。 在制定计划时，请考虑特定于相关电机的因素。例如，通过温度和振动传感器监测电机组件是否存在异常声音和高温。从此类传感器获得的数据将使您准确了解维护计划的要求及其频率。 润滑 这应该是您的维护计划中必不可少的项目。润滑应按照制造商的说

Gordon Moore 在 50 多年前就围绕计算性能阐述了他著名的摩尔定律，该声明经受住了时间的考验，这不亚于一个奇迹。半导体行业继续以极低的价格将计算能力增强到更狭窄的空间，为消费者提供难以置信的好处。 Pentamaster 制造的 Glove Unique Reprocessing Unit (GURU) ，马来西亚的一家自动化供应商是观察此类技术进步的完美案例研究。在七个工作站中的两个工作站中，GURU 系统使公司能够将驱动机器视觉模块的工业 PC 数量减少一半。 机器视觉模块中的第一个 用于处理来自四个摄像头的图像数据，以便手套可以在自动装载站中正确定位。在化学和热净化后，

了解工业控制面板的应用和实际限制 对于根据情况和要求保证正确使用至关重要。根据NEC（国家电气规范） 第 409.2 节，工业控制面板被定义为两个或多个电源电路组件或电源和控制电路组件的任何组合的组件。工业面板是开关、电机控制器、继电器等控制设备的工厂接线组件。但是，必须注意，UL 认证的工业面板不包括任何外部连接的负载。 属于 UL NITW 产品类别的工业控制面板旨在用于需要控制加热器、电机、照明或泵的应用。此外，工业面板 也可以指定用于控制的特定设备，例如起重机、制冷装置等以及其他工业面板。 作为应用程序放置的一些类别示例如下： 门禁系统 电机控制中心 暖通空调系统 打包泵送系

工业部门严重依赖PID控制器 满足各种自动化需求。 A 控制回路 是一种基本的反馈机制，用于弥合测量的过程变量和所需的设定点之间的差距。控制器用于通过称为执行器的接口应用适当的纠正措施，该执行器可以驱动变量向上或向下。控制器循环应用校正工作，直到消除误差达到所需的精度。 历史 当第一个反馈控制器投入生产时，它们只设计有比例项。然而，很快人们就意识到，仅 P 控制器只能将误差降低到可以忽略不计但仍然非零的值。这需要操作员手动设置增益，直到最后的错误痕迹被消除。 为了自动执行最后一点操作，引入了积分项，通常称为自动重置 由于它能够调整比例动作。此后不久，导数项被引入并被描述为一种速率控制，作

原始设备制造商 (OEM) 已经标准化并几乎完善了一个涉及使用可编程自动化控制器的游戏 、分布式输入/输出、触摸屏操作界面以及数据记录和图表等功能，以实现自动化。如今，公司正在寻找能够帮助他们在工厂中灌输“智能”并成为即将到来的主要工业革命的一部分的架构。 虽然不能否认传统的分布式架构是必要的，因为它的可靠性和反复测试已经赢得了声誉，计算能力的进步使得将所有这些功能整合到一个强大的设备中成为可能。一体化自动化面板的概念 不仅简化了系统开发、通信和维护，而且使工厂与现代工业互联网连接相提并论。这种一体化解决方案对 OEM 的主要吸引力在于能够进行远程诊断和维护。 这些一体化操作面板遵循 I

控制器数量 市场上可用的数量几乎与使用它们的应用程序的数量一样多。大多数控制器都是独立于应用程序的，并且可以用于多个目的。 那么你会选择哪一个？ PLC、PAC、DCS 还是 IPC？ 与设备的功能相比，名称并不重要。 PLC 仍然是机器控制和过程控制应用的主要选择。它们经过时间考验的梯形逻辑编程和坚固的构造以及对最新技术发展的开放性使它们非常适合简单和复杂的自动化序列。然而，当涉及到模拟变量的控制和数据处理时，它们开始出现瓶颈。在集成运动、视觉和 HMI 方面，IPC 和基于 PC 的控制器资源丰富得多。 标准矩阵 人们经常想用黑白来区分事物，但是在选择控制器时，前进的道路很灰暗。对于

主动式方法在希望保持其自动化基础设施最新的公司中越来越受欢迎。等待报废只会侵蚀公司的竞争优势，为其他公司提供成长空间并夺走潜在业务。工厂经理根本负担不起，因此在添加自动化资产时不能采取观望态度。 电子元件的寿命正在迅速缩短，这需要频繁的软件和硬件更新。如果造成过多的延迟，也可能涉及其他因素，例如难以找到有资格对原始故障设备进行故障排除和维修的人员。 ARC 咨询小组在其 2015 年报告中指出全球配电控制系统展望 价值近 650 亿美元的自动化系统 正在接近其有用的生命周期。更令人惊讶的是，在 1970 年代后期安装了价值超过 120 亿美元的此类系统作为分布式控制系统。 公司需要在其自

与普遍看法相反，可编程逻辑控制器 (PLC) 和以往一样普遍。即使是工业物联网等概念的引入也没有对传统控制器造成任何损害。事实上，它已经迫使 OEM 对 PLC 和其他基于 PC 的控件进行积极的改变，以确保它们跟上现代要求。 正如 Frost and Sullivan 所说，无论在哪个地区，全球 PLC 市场都出现了正增长，预计到 2018 年底将达到 145.8 亿美元。这一增长大部分归功于北美和欧洲市场。工业部门已经成熟。 过程自动化控制器 (PAC) 的出现 更先进的基于计算机的控制也是许多人预测 PLC 如果不灭绝就会过时的主要原因。但机器专家不敢苟同。 PLC 保持最大份

控制机柜已经缓慢但肯定地占据了工业厂房的地板，为电子、过程控制设备提供安全可靠的外壳、驱动器和 PLC . NEMA 等级外壳 随着封闭设备的热管理变得越来越重要和重要，这已成为自动化世界的一种规范。 众所周知，行业环境恶劣，温度变化、流体泄漏和气体排放的威胁迫在眉睫。面对如此恶劣的环境，NEMA 机柜为敏感的电子设备提供了完美的保护。大多数电子产品和相关设备都设计为在特定温度范围内以最佳水平工作，通常为 40 - 50 摄氏度，这就是为什么必须有一个保护柜的原因。但伴随着热管理而来的是电源管理的复杂问题，如果处理不当会增加地板的维护和运行成本。 在选择 NEMA 机箱时可以遵循一些选择

人类自然而然地通过三个阶段的过程来看待和解决问题：感觉、思考和行动。例如，每当人类遇到像多云天气这样简单的事情时，他们会感觉到即将到来的降雨，考虑躲避，并最终通过在任何有屋顶的地方居住来做到这一点。所有这些步骤都不需要其他人的意见，完全依赖于个人的能力。 随着技术的出现，人类已经获得了彼此的联系，让思想可以向各个方向流动，新的思想也可以蓬勃发展。 这方面的最新创新——互联网，极大地增强了我们对问题作出反应的能力，无论是使用 GPS、天气应用程序还是社交媒体。 在工业互联网时代，人类并不是唯一相互联系或遇到问题并在没有帮助的情况下解决问题的人。 机器正在获得越来越多的连接性 也是。从使用

快节奏的工业化和城市化进程极大地促进了多个工业部门低压工业控制的兴起。工业控制是最具活力的行业之一，因为它存在和/或与其他几个垂直行业重叠。技术进步和高性价比生产都帮助低压控制市场再上新台阶。 总体而言，低压工控市场可分为三个部分：用于工控的产品、应用和地理。 工业控制 工业控制产品市场包括基于需求的用途分类。用于工业控制的产品包括但不限于以下： 断路器 电磁接触器 电机启动器 热过载继电器 外壳 保险丝 剩余电流设备 开关设备 即使算上当前产品市场的这些细分市场，产品的数量也在逐年增长。这预示着低压管控将继续成长，成为工业市场内的一股更强大的力量。 应用程序 应用市场由八个细

在电气安全方面，断路器 是首先想到的事情之一。它本质上是一种故障保护装置，可保护系统免受过载危险和其他电气故障的影响。然而，设计和建造成本可能会变得相当高，尤其是随着断路器电流容量的增加。那么业主、承包商和其他人在购买断路器时如何省钱呢？ 当涉及到电气面板 ，有两个术语需要熟悉：完全额定和系列额定。全额定面板是针对断路器端子处的可用故障电流进行额定的断路器。这些制造起来更昂贵，尤其是当您的故障电流越来越高时。 然而，串联额定面板依靠主断路器来处理大部分故障电流。因此，它们的额定故障电流低于全额定断路器的故障电流。这使得它们设计和建造的成本更低 . 串联额定面板还可以防止错误的故障电流额定

随着时间的推移，世界对能源的需求越来越大。在需求持续上升的同时，我们的社会不能再维持对不可再生资源的无限制和低效使用。工业界正在追随提高设备能源效率、降低成本的趋势，这些成本可以放在其他地方。这一趋势得到了高需求时期的处罚以及政府行动的支持。欧洲的 ErP 立法要求使用 VFD 或高效级电机上的 VSD 和加利福尼亚州的 Title 24 要求对 HVAC 段进行频率控制。这些需求启动了一系列有效利用不可再生资源的成功事件链，并影响到 OEM 和面板制造商。 随着对变频的需求成为更多工业系统的必需部分，变频驱动器 (AFD) 在市场上变得越来越普遍。在使用较低功率范围的系统上，AFD 的存在

互操作性在工业厂房中是一项重要而棘手的功能。互操作性一词是指产品与其他制造商的产品一起工作并与之通信的能力。这是行业中机器的基本标准化。但这并不是一件容易的事情。 自动化的大多数标准 今天的控制是垂直的。每个标准都与特定的功能或机器相匹配，并且通常只匹配该功能或机器。因此，行业中不同控制和功能的通用标准很少甚至没有。许多制造商还在他们的产品中使用不同的方法和技术，其中一些可能是不兼容的。这就是为什么未来的产品和控件需要互操作性标准的原因。 为什么要互操作 尽管存在挑战，但互操作性对于未来的机器来说仍然是一个非常有用的功能。在工厂中加入可互操作的自动化和控制也有很多原因。此处列出的是可互操作